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深冷處理設(shè)備在熱處理中起作用

時間:2023-08-28 13:13來源: 作者:ydgmve2020yyx 點擊:
在熱處理中,深冷處理系統(tǒng)的作用機(jī)制如下: 1、提高工件的硬度和強(qiáng)度 從某種意義上說,深冷處理是淬火的延續(xù)。在常溫下,通過降低溫度,MF點材料可以繼續(xù)完成A向M的轉(zhuǎn)換。例如,

  在熱處理中,深冷處理系統(tǒng)的作用機(jī)制如下:

  1、提高工件的硬度和強(qiáng)度

  從某種意義上說,深冷處理是淬火的延續(xù)。在常溫下,通過降低溫度,MF點材料可以繼續(xù)完成A向M的轉(zhuǎn)換。例如,一些高碳高合金鋼和低合金滲碳鋼的MF點相對較低。常規(guī)淬火后,殘余奧氏體可達(dá)25%甚至更高。通過持續(xù)轉(zhuǎn)換,RC1-3度甚至HRC5-6度通常可以增加。

  納米其他極細(xì)滲碳體沉淀在馬氏體基材中,少量提高了工件的硬度。上海交通大學(xué)錢士強(qiáng)用16Mn實驗,基本拋開了殘奧會變化的影響。與非深冷工件相比,幾個深冷工件的硬度提高了HRC1.5度左右,這表明極細(xì)滲碳體的彌漫分布對組織起到了擴(kuò)散和強(qiáng)化的作用。

  結(jié)合材料手冊,當(dāng)材料硬度超過HRC50時,我們可以看到鉻鋼、鉻釩鋼和鉻鉬鋼的抗拉強(qiáng)度一般在30MPA上下增加,每次硬度增加HRC0.5度。

  提高大件的整體硬度,提高硬化深度。

  2、確保工件尺寸精度

  隨著時間的推移和外力的作用,殘余奧氏體是一種不穩(wěn)定的組織,其部分將轉(zhuǎn)化為馬氏體,影響工件的尺寸精度。干式液氮罐

  奧氏體比率:0.12120.0033(%C)w(C)%=0-2

  馬氏體比例:0.12710.0025(%C)w(C)%=0-2

  一般情況下,根據(jù)上述公式估計,奧氏體全部轉(zhuǎn)化為馬氏體,體積增加了4%左右。假設(shè)熱處理后有10%的殘奧會,如果全部轉(zhuǎn)化為馬氏體,體積會膨脹0.4%。深度冷卻處理可以使殘奧會保持在5%甚至3%以下,在后續(xù)加工和使用中很難改變殘奧會。因此,工件的精度大大提高。

  在工件使用過程中,材料內(nèi)部的點缺陷和位置也會發(fā)生變化。

  采用極低溫深冷處理,驅(qū)動原點缺陷產(chǎn)生塑性流變,減少位置缺陷。采用正電子吞沒技術(shù)測量深冷后位置表的濃度變化。深冷前正電子壽命為298s,深冷后163.4s,可以看出,深冷處理降低了近一半的位置濃度,從而提高了工件的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性,甚至避免了位置組造成的微裂紋。(這也是改變一些有色金屬電阻的原因。)

  3、提高工件的耐磨性

  硬度提高了,高硬度的馬氏體比奧氏體更耐磨。W18CR4V\CR12等材料在硬度從HV600提高到HV800時,其相對耐磨性分別提高了15%至20%。

  分析并擴(kuò)散了大量分布在馬氏體位錯線和雙晶帶上的極細(xì)滲碳體,對馬氏體基材起到釘釘和支撐的作用。即使冷卻有時沒有顯著提高工件的硬度,我們也能清楚地看到其耐磨性的提高。

  通常情況下,高碳高合金工件的耐磨性提高50%。

  4、提高工件的沖擊韌性

  低溫收縮導(dǎo)致材料晶格常數(shù)縮小。馬氏體基體上沉淀了納米其它極細(xì)滲碳體,馬氏體軸比下降。經(jīng)過深冷處理(-196℃保溫10小時),陳長峰和李士燕的實驗證明,T12的馬氏體軸比保持在1.027,而非深冷軸比保持在1.038。在李雄和李士燕的另一個高速鋼W6CR5MO4V2的深冷試驗中,

  與上述試驗一樣,馬氏體的碳含量從0.49%下降到0.32%,未冷卻的馬氏體雙晶寬度為20-70nm。深度冷卻后,馬氏體雙晶總寬度小于10-20nm,晶體明顯細(xì)化。而且雙晶帶上積累的滲碳顆粒大小為6-10nm。晶體越密,細(xì)晶帶來的強(qiáng)度就越大。

  降低位置濃度,減少點缺陷也是提高工件沖擊韌性的原因之一。

  5、改善工件內(nèi)應(yīng)力分布,改善疲勞極限

  通過細(xì)化組織、擴(kuò)散滲碳體分布、減少點缺陷等變化,深冷處理再次分配工件內(nèi)部應(yīng)力,改變某些應(yīng)力狀態(tài)。

  當(dāng)工件從深冷溫度升高并通過正常溫度淬火時,相當(dāng)于消除應(yīng)力的近200度溫差。從某種意義上說,整個過程的長、慢、冷都類似于人工時效。

  在深冷過程中,降溫速度和升溫速度控制是非常重要的,以提高深冷處理消除應(yīng)力的效果。

  6、提高工件的耐腐蝕性

  對晶體進(jìn)行深冷處理細(xì)化,晶界細(xì)化可降低晶間腐蝕的機(jī)率。

  它轉(zhuǎn)移了多余的自由能量,減少了奧氏體和馬氏體之間的二相電位差,減少了電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)會。l降低了組織內(nèi)部的應(yīng)力,使組織更加均勻,減少了應(yīng)力腐蝕的機(jī)會。

  降低位置濃度能有效降低氫氣在組織內(nèi)聚集的機(jī)會。

  還有其他小方面,比如降低熱處理后切割或切割的風(fēng)險,提高工件的拋光性能,提高工件的頑固性。對于一些需要三次淬火的模具工件,深冷處理也可以減少淬火過程。

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